1、高中物理学知识的结构体系高中物理学知识的结构体系 高中物理包括必修 1、2 共 7 章；选修 3-1、2、3、4、5 共 19 章内容。归纳起来，整个高中物理的 知识体系可以分为力学力学、热学热学、光学光学、电磁学电磁学（电学和磁学） 、原子物理学原子物理学五大学科部分。 必修 1 和 2 属于力学力学部分；选修 3-1、3-2 属于电磁学电磁学内容；选修 3-4 主要为光学光学；选修 3-5 主要 为原子物理学原子物理学， 有 3 章 （机械振动和机械波、 动量守恒定律） 为力学内容。 除了热学部分热学部分是初中物理 （选 修 3-3 未学）的主讲内容外，其他都在高中期间得到学习和深化。 高
2、中物理所有知识体系简表高中物理所有知识体系简表 力学 静力学 （必修 1） 力的概念和三种常见力 重力、弹力、摩擦力 力的合成和分解 物体的平衡（相互作用） 运动学 （必修 1、2） （选修 3-4） 直线运动 匀速直线运动、匀变速直线运动 曲线运动 (运动的合成和分解) 平抛物体运动 匀速圆周运动 天体运动问题 机械振动（简谐运动） 阻尼振动、受迫振动 机械波（横波、纵波） 反射、折射、干涉、衍射、叠加、多普勒效应 动力学 （运动和力） （必修 1、2） （选修 3-5） 牛顿运动定律 牛顿第一、二、三定律 万有引力与圆周运动 功与能 功、功率 动能、势能 动能定理 重力势能、弹性势能 机械
3、能守恒定律 动量和冲量 动量定理 系统动量守恒定律 电学 电场（静电 场） （选修 3-1） 力的特性 库仑定律 电场强度 电场线 点电荷场强 匀强电场场强 带电粒子在电场中 的运动 能的特性 电荷的电势能（电势） 电势差 电场力的功 电容器 电路 （恒定电流） （选修 3-1） 电源 电动势 闭合电路的欧姆 定律 内电阻 电流、电压、功率 欧姆表 电阻 串、并联关系 欧姆定律 电功、电功率、电热 电阻定律 磁学 磁场 （选修 3-1） 磁场的产生 永磁体磁场 电流磁场 磁场的性质 磁感强度、磁通密度、磁感线 安培力(左手定则)、洛仑兹力(左手定则) 带电粒子在磁场中 运动 磁通量 磁通密度
4、电磁感应 （选修 3-2） （选修 3-4） 产生的条件 导体切割磁感线运动 法拉第电磁感应定律 右手定则 穿过闭合电路所围面积中磁 通量发生变化 法拉第电磁感应定律 楞次定律 自感 电磁振荡与电磁波 互感 变压器和电能的输送 交变电流 右手定则 光学 几何光学 （选修 3-4） 光的直线传播 (均匀介质) 本影、半影、日食、月食、小孔成像 真空中的光速 电磁波谱 光的反射 反射定律、平面镜成像 光的折射 折射定律、全反射现象 光的色散 棱镜：全反射棱射 物理光学 （ 光 的 本 性） （选修3-4、 5） 光谱 发射光谱 吸收光谱 连续、明线光谱 光谱分析 光的波动性 光的干涉（双缝、薄膜）
5、 、光的衍射 光的粒子性 光子、光电效应 光的波粒二象性 电磁波谱 热学 ( 初 中 物 理) (选修 3-3) 热 学 的 基 本知识 分子动理论 分子无规则运动 扩散、布朗运动 动能（温度） 相互作用力 势能（体积） 物体的内能 分子动能、热能、物体的内能 热和功 内能的改变 做功、热传递 能量守恒定律 热力学第一、二定律 气 体 的 性 质 气体的状态描述 物质的量、压强、体积、温度及其关系 理想气体 状态变化规律 克拉贝龙方程 一定质量理想气体 状态方程 等温过程、等压过 程、等容过程 饱和汽、非饱和汽 空气的湿度 原子物理 (选修 3-5) 原子结构 核式模型、玻尔理论、电 子云 粒
6、子散射实验、放射、衰变、人工转变、裂变、聚变 原子核 以下详细总结各部分知识体系的结构和内容，并且与课本（人教版）建立联系。 力学知识结构体系 力学部分包括静力学静力学、运动学运动学和动力学动力学三部分 PART I 静力学静力学 三种 常见 的力 物体 的平 衡 力的合成与分解力的合成与分解 一个力的作用效果，如果与几个力的效果相 同，则这个力叫那几个力的合力合力，那几个力叫这个力的分力分力。 由分力求合力的运算叫力的合成力的合成；由合力求分力的运算叫力的分力的分 解解。 力的 概念 定义定义 力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体 三要素三要素 大小、方向、作用点
7、矢量性矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向，而且它的运算符合平行四边形定则。 效果效果 力的作用效果表现在，使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。 摩摩 擦擦 力力 重力重力 由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小 Gmg。g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响，地球周围各地 g 值不同。在地 球表面，南极与北极 g 值较大，赤道 g 值较小；通常取 g=9.8 米秒 2。 重心重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力， 2 R Mm GF 。通常取引力常量 G6.6710-11牛米 2千克2。物体的重力可以认
8、为是地球对物体的万有引力。 弹力弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。 胡克定律胡克定律 F=kx，k 称弹簧劲度系数。 滑动摩擦力滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时，接触面间产生的阻碍相对滑动的力，其方向与接触面相切，与相对滑动的方向相反；其大小 f=N。N 为接触面间 的压力。为动摩擦因数，由两接触面的材料和粗糙程度决定。 静摩擦力静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时，沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强 弱，在零和“最大静摩擦力”之间变化。 “最大静摩擦力
9、”的具体值，因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。 物体的平衡概念物体的平衡概念：当物体受到几个力的作用时处于静止静止状态或匀速直线运动状态匀速直线运动状态，就说这几个力平衡，这时的物体处于平衡状态，且合力为零。 共点力：共点力：作用在一个物体上的几个力，作用于一点，或其延长线相交于一点。 共点力作用下的物体的平衡条件共点力作用下的物体的平衡条件：作用在一个物体上的几个力，合力为零，即 F合0，则物体是平衡的。 “平衡力”与“相互作用力”的关系是：“平衡力”与“相互作用力”的关系是：都是大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，但“平衡力”的两个力的作用点在同一物体上，而“相互作用力”的两
10、个力分别作用在两个物体上。 PART II 运动力学运动力学 直线 运动 曲线 运动 加速度方向与速度方加速度方向与速度方 向的关系向的关系 在直线 运动中，若速度增加， 则加速度与速度的方 向相同；若速度减小， 则方向相反。 运动 的描 述 质点质点 忽略物体的大小和形状，将其看作一个“具有质量”的物质点。能否看成质点与研究问题的性质有关。 参考系参考系 运动是相对的。描述物体运动时，用于参考，观察其相对运动的物体。参考系可任选，以对研究问题简单、方便为准。 坐标系坐标系 描述物体运动时，在参考系上建立的适当的坐标系。 时间时间、位移位移 描述质点运动的物理量。位移是矢量，时间是标量。 速度
11、速度、加速度加速度 速度的变化量与变化时间段的比值，为加速度，矢量，矢量， t v m/s2。 t x v ，矢量，m/s。 运动的合成运动的合成与分解与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 匀速率圆周运动匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力） 。 描述量：线速度 V，角速度，向心加速度，圆轨道半 径 r，圆运动周期 T。 规律：F= m r V 2 =m2r = m r T 2 2 4 匀速直线运动匀速直线运动 vS/t 变 速变 速 直 线直 线 运动运动 万有引力定律：万有引力定律： ma R GMm F
12、2 ； R v m R GMm 2 2 ； Rm R GMm 2 2 ； R T m R GMm 2 2 2 适用范围适用范围： 两个质点间的引力，R 为两个质点间的距离 两个质量分布均匀的球体之间的引力，R 为两球心间的距离 一质量分布均匀的球体与球外一质点间的引力，R 为球心到质点间的距离 应用应用： 天体运动问题分析天体运动问题分析 人造地球卫星 宇宙速度 平抛物体的运动平抛物体的运动 特点特点：初速度水平，只受重力。 分析分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律规律：水平方向水平方向 vx = v0，x=v0t 竖直方向竖直方向 vy = gt， 2 2 1 gty 合
13、速度合速度 22 yxt vvv与 x 正向夹角 tg= x y v v tg 匀变速直线运动匀变速直线运动 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的 弹力沿着绳的收缩方向。速度规律速度规律 vtv0 +at 位移规律位移规律 2 0 2 1 attvs 速度位移关系速度位移关系 asvvt2 2 0 2 自由自由落体运动落体运动 速度规律速度规律 vtgt 位移规律位移规律 2 2 1 gts 速度位移关系速度位移关系 ghvt2 2 非匀变速直线运动非匀变速直线运动 平均速度、瞬时速度 机械 振动 简谐运动简谐运动 物体在跟偏离平衡位置的位移大
14、小成正比，且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。也称为无阻尼振动或等幅振动。 特征特征：振幅保持不变的自由振动。描述量描述量：振幅 A，周期 T，频率 f 1/T。x-t 图像图像：正弦曲线或余弦曲线 振动能振动能：动能和势能之和，机械能守恒 相关物理相关物理量的周期性变化量的周期性变化：位移、回复力、即时速度、即时加速度，动能与势能等。 受力特征：回受力特征：回复力复力 F=-kxm2x 基本模型：基本模型：单摆 （单摆 （r0时，r 增大，则分子力做功，分子势能增加，r 减小， 分子力做正功，势能减小； rr0时，r 增大，则分子力做正功，势能减小， r 减小，克服分子力做
15、功，势能增加 r0=10 10m；r = r 0时，f引=f斥；rr0时，f引f斥；rr0时，f引f斥。 热力学第二定律热力学第二定律 克劳修斯表述克劳修斯表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(按热传导的方向性表述)。开尔文表述开尔文表述:不可能从单一热源 吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述） 。第二类永动机(只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功 而不引起其他变化的热机。)是不可能制成的。 热力学第二定律的微观解释热力学第二定律的微观解释:熵增加原理：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无
16、序，所以自发的宏观过程总是向无序度 更大的方向发展。因此热力学第二定律也叫做熵增加原理。热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。 热力学第热力学第三定律：三定律：两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K 和T =t，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。0K 是低温的极限，它表示所有分子都 停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。 物质是由大量物质是由大量分子组成的分子组成的 分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动 分子间存在
17、相互作用力分子间存在相互作用力 压强压强 用分子动理论解释气体压强的产生 （气体压强的微观意义） 。 气体 的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的。压强的大小跟两个因素有关： 气体分子的平均动能，分子的密集程度 体积： 气气 体体 的的 性性 质质 物质的量： 温度温度 反映物体冷热程度的物理量 （是一个宏观统计概念） ， 是物体分子 平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。 热力学热力学温度温度(T)与摄氏温度与摄氏温度(t)的关系的关系 Tt+273.15（K） 说明：两种温度数值不同，但改变 1 K 和 1的温度差相同 K 是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。 这两种
18、温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把 1 大气压下冰水混合物的温度规定为 0，热力学温度把 1 大气压下冰水混合物 的温度规定为 273K（即把273规定为 0K） ，所以 T=t+273 概念概念 理想气体是一种理想化模型， 其分子间距很大， 不存在分子势能， 分子间没有相互吸引和排斥，分子之间及分子与器壁之间发生的碰 撞是完全弹性的，不造成动能损失。这种气体称为理想气体。 理想气体状态方程理想气体状态方程 即克拉贝龙方程即克拉贝龙方程 气体的体积、压强、温度间的关系：气体的体积、压强、温度间的关系：PVnRT， 1 122 12 pVp V TT T1T2 p V T1 T
19、2 O V1V2 p T V1 V2 O p1p2 V T p1 p2 O 等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线 等温变化图线为双曲线的一支， 等容(压)变化图线均为过原点的直线(之所以 原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足)；图中双线表示同一气 体不同状态下的图线， 虚线表示判断状态关系的两种方法； 对等容(压)变化， 如果横轴物理量是摄氏温度 t，则交点坐标为-273.15 饱和汽和饱和汽压饱和汽和饱和汽压 在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规则的热运动， 有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不
20、断蒸发，液面上汽的密度不断增大，回到液体中的分子数也逐渐增多。最后，当汽的密度增大到一定程度 时，就会达到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了动态平 衡状态。把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把未达到饱和的汽叫未饱和汽。一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。 饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。 饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速 增大。对于某
21、种液体而言单位时间、单位面积（液面）飞出的液体分子数只与温度有关 将不饱和汽变为饱和汽的方法：降低温度减小液面上方的体积等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态） 汽汽 气体气体 状态状态 描述描述 气体气体 的状的状 态态 理想气体， 由于不考虑分子间相互作用力， 其内能仅由温度和分子总数决 定，与气体的体积无关。温度越高，内能越大。 理想气体与外界做功与否：体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对 外不做功） ，体积减小，则外界对气体做了功。 理想气体内能变化情况看温度。 理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。 （即从热力 学第一定律判断） 只有大量分子组成的物体才谈得上温
22、度，不能说某几个氧分子的温度是多 少。因为分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻 平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度”。 1的 O2和 1的 H2平均动能相同，1的 O2小于 1的 H2平均速率。 理想理想 气体气体 等温过程等温过程 玻意耳定律：PVC 等容过程等容过程 查理定律： P / TC 等压过程等压过程 盖吕萨克定律：V/ TC 电磁学知识结构体系 电磁学包括：电学和磁学两大部分。包括电性和磁性交互关系，主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学，二者很难清晰分割。 电 学 电动势 = q W ；内电阻 r 电场线电场线 意义： ? 电场线疏 密表
23、示强度大小； ? 电场线 方向表示正检验电荷受力 方向； ? 电场线方向是电势 降落最快的方向； ? 电场线 与等势面处处垂直。 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 加速加速：Uq= Ek 匀强场中偏转侧移匀强场中偏转侧移： y= 2 1 m Eq t2 (V0E) 电场力的功 WAB=UABq 特点：只与首末位置有关， 而与路径无关 电荷间的相互作用电荷间的相互作用 库仑定律 F=k 2 21 r qq ，适用于真空 中点电荷 电电 场场 电势差 UAB=UAUB= q WAB 正电荷正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。 负电荷负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶捧所带的电荷。 电荷电荷
24、简简的相互作用规律的相互作用规律： 同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引。 电荷量电荷量：电荷的多少。单位：库仑(C) 匀强电场场强 E= d U 电容器 C= U Q 法(库/伏) 平行板电容 C= kd 4 电场强度电场强度 E= q F ,E 与 F、 q、无关。 矢量性矢量性： 方向规定为正检验 电荷受力的方向。单位单位：牛 顿/库仑或伏/米。 点 电 荷 场 强 E=k 2 r Q 电电 流流 电电 路路 电电 荷荷 电电 阻阻 电电 源源 电流电流 电荷的定向移动形成电流。 电流电流方向方向： 正电荷定向移动的 方向规定为电流的方向。获得持续电流的条件获得持续电流的条件：电路中有电
25、源、 电路为通路。 串、并联关系串、并联关系 串联 I=I1=I2= U=U1+U2+ R=R1+R2+ 并联 I=I1+I2+ U=U1=U2= 21 111 RRR 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 电流形式 I= rR 电压形式 =U+U 功率形式 I 部分电路欧姆定律 I= R U ； 电功 W=IUt ；电功率 P=IU；电热 Q=I2Rt （焦耳定律） 电阻定律 R= S L 能的能的 特性特性 力的力的 特性特性 电荷的 电势能 电势 U= q ，伏(焦/库) 磁 场磁 场 的 产的 产 生生 定义定义：因为磁通量变化产生感应电动势的现象 磁场对电流磁场对电流：安培力 F=BIL
26、 方向：左手定则 自感现象自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象。由自感而产生的电动势为自感 电动势 磁磁 学学 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动 只受洛仑 力，且 0 V B 时有：BqV=m R V 2 ； R= Bq mv ,T= Bq m2 变电流变电流 即时值 U=Umsin t I=Imsin t 有效值 U= 2 m U I= 2 m I 周期、频率、角频率 T= 21 f 磁感应强度磁感应强度 B= IL F 。 单位单位：特(牛/安米) 或韦伯/米 2 矢量性 矢量性： B 的方向即磁场方向， B、F、L 的方向关系由左手定则左手定则确定。 电
27、电 磁磁 感感 应应 磁磁 场场 磁场对运动电荷磁场对运动电荷：洛仑兹力 f=BqV 方向：左手定则 a 闭合电路中的一部分导体与磁场 发生相对运动（是导体中的自由电 子随导体一起运动，受到的洛伦兹洛伦兹 力力的一个分力使自由电子发生定向 移动形成电流，称为动生电流动生电流。） 互感现象的应用互感现象的应用： 变压器 2 1 U U = 2 1 n n P出=P入(理想变压器) 互感现象互感现象 两相邻的载流回路，其中任一回路中 的电流强度发生变化 时， 将在另一回路中产生感 应电动势。这一电动势称为互感电动势。 磁 场磁 场 的 性的 性 质质 永磁体磁场 电流的磁效应 磁感线磁感线 意义：
28、磁感线的疏密表示磁场强 弱；磁感线的方向表示磁场方向。 直线电流磁场 通电螺线管磁场 带电粒子在复合场中 的运动 磁通量磁通量 磁通密度 B= S ； 单位:韦伯/米 2 （特） 通电导线在复合场中 的平衡、运动 磁 通磁 通 量 变量 变 化 有化 有 两 方两 方 面 的面 的 含义含义 b穿过闭合电路的磁场发生变化 （这时，变化的磁场周围产生电场， 电场使导体中的自由电子定向移动 形成电流，称为感生电流感生电流。） 产生条件产生条件： 闭合电路中一部分导体闭合电路中一部分导体与磁场发生相对运动 穿过闭合电路的磁场发生变化 法 拉 第 电电 磁 感磁 感 应 定应 定 律律 法 拉 第 电
29、电 磁 感磁 感 应 定应 定 律律 动生电动势动生电动势大小大小： =BLV 动生电流方向：右手定则 感生电动势感生电动势大小大小： =n t 感生电流方向：楞次定律 磁磁 场场 力力 牛顿运动定律牛顿运动定律 动量定理动量定理 运动运动 能量能量 动能定理动能定理 动量守恒定律动量守恒定律 能量转化和动能守恒定律能量转化和动能守恒定律 力学力学 受力受力 电磁场和电磁波 电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，物质存在的一种形式。其性质、特征及运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。 电 场 电磁振荡电磁振荡 在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁
30、场周期性 地变化，同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象。 磁磁 场场 有效地发射电磁波有效地发射电磁波的条件是的条件是：频率足够高（单位时间 内辐射出的能量 Pf 4） ；形成开放电路（把电场和磁 场分散到尽可能大的空间离里去） 。 电磁波的应用电磁波的应用 电磁波的发射和接收（调制和调 频） ；电视、雷达等 真 空 中 电 磁 波 的 波 速 为 c=3.0 108m/s 电电 磁磁 波波 电电 磁磁 振振 荡荡 电电 磁磁 场场 电磁场电磁场 有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化 的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场电磁场。
31、 产生产生 电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起。 电磁振荡过程电磁振荡过程 产生原理产生原理 利用电容器的充放电和线圈自感作用产生振荡电流，形成电 场能和磁场能的周期性变化 振荡电路的周期和频率振荡电路的周期和频率 LCT2， LCT f 2 11 形成形成 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地 向周围空间传播开去，就形成了电磁波。 特点特点 横波 传播时不需要介质 能发生反 射、折射、干涉、衍射等现象 麦克斯韦麦克斯韦电磁场理论电磁场理论 简要地叙述，可用“4,3,2,1”概括其理论框架， 4四个方程：电动力学基本方程麦克斯韦方程； 3三个关系： ， ， ； 2两个
32、假说：涡旋电场和位移电流； 1壹个预言：电磁场以波的形式按光速传播。 传传 播播 麦克斯韦麦克斯韦方程组方程组 描述电场、磁场的行为以及与电荷密度、电流 密度之间关系的偏微分方程。由四个方程组成： 描述电荷如何产生电场的高斯定律高斯定律 论述磁单极子不存在的高斯磁定律高斯磁定律 描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦麦克斯韦-安培定律安培定律 描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律法拉第感应定律。 光学知识结构体系 几 何 光 学 本影 半影 日食 月食 小孔成像 发射光谱发射光谱 由发光物体直接产生的光谱叫发射光谱。 物物 理理 光光 学学 折射定律折射定律 光线从第一种媒质射入第二种媒
33、质时,入射线、折射线与法线共面，且分居法线两侧； 入射角(i)与折射角(r)正弦的比值为一常量 n，n=sini/sinr (n 由两种媒质种类决定)，称为第二种媒 质对第一种媒质的折射率。如第一种媒质是空气或真空，n 又称为第二种媒质的折射率。 光的直线 传播 (均匀介质) 光的 反射 反射定律反射定律 入射线、反射线与法线共面，且分居法线两侧，入射角=反射角。 光 的 折 射 全反射现象全反射现象 光线从空气或真空中射向其它媒质(n密n疏)时，当入射角临界角 C 时，折射光线完全消失,反射光最强.这种现象叫做全反射。SinC=1/n 全反射棱射全反射棱射 横截面是等腰直角三角形 的棱镜叫全
34、反射棱镜。 吸收光谱吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 真空中光速真空中光速 c = 3.0108米/秒 平面镜成像平面镜成像 特点：成虚像;像与物等大小,正立,且与镜面位置对称。 棱镜棱镜 光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从 另一个侧面射出时，出射光线跟入射光线 相比，向底面偏折。 明线光谱明线光谱（线状谱） 由一些不连续的亮线组成的光谱。各种 元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱不同，故又称原子光 光的色散光的色散 一束白光通过三棱镜后发生色散,形成按一定次序(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)排列的光谱。 色散现象表明：白光是由各种单色光组成的复色光，同种媒质对不同色光的折射
35、率不同，对紫光折射率最大，对红光折射率最小。 光光 的的 本本 性性 光光 谱谱 光的光的 波动波动 性性 光的光的 粒子粒子 性性 连续光谱连续光谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱。 光谱分析光谱分析 根据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光 谱分析。做光谱分析时，可利用明线光谱也可以利用吸收光谱。 光电效应光电效应 在光的照射下， 物体发 射电子的现象叫光电效应。 特点特点：入射光的频率必须大于被 照射金属的极限频率， 才可以发生； 光电子的最大初动能随入射光的 频率增大而增大；光电子的发射 是光照瞬间进行的；光电流的强 度与入射光强度成正比。 光子光子 光在空间传播不是连续的
36、，是一份一 份的，每一份叫做一个光子。光子的能量 E=hv，h=6.6310 34焦秒，称普朗克常量。 爱因斯坦的光电方程：hvW= 2 1 mv2，其中 W 为逸出功， 2 1 mv2为光电子最大初动能。 光的衍射 光的干涉（双缝干涉、薄膜干涉） 干涉的应用 光的波粒二象性光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒 子性，故认为光具有波粒二象性（这里的波 动性和粒子性都是微观世界中的意义） 。 电磁波谱电磁波谱 无线电波、 红外线、 可见光、 紫外线、伦琴射线、r 射线，由低频到高 频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。 原子物理学知识结构体系 原 子 的 结 构 原 子 核 天然放射线 射线: 粒子
37、流。粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强。 射线:高速电子流。粒子就是电子，贯穿本领强，电离作用弱。 射线:波长极短的电磁波。贯穿本领很强，电离作用很小。 汤姆生原子模型汤姆生原子模型 a 粒子散射实验 实验的结果是：绝大多数 a 粒 子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数 a 粒子 发生了较大的偏转，极少数 a 粒子偏转角超过了 90 ，极个别的甚至被弹回，偏转角几乎是 180 原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化。 半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。 卢瑟福核式结构模型卢瑟福核式结构模型 在原子的 中心有一个很小的核叫原子核，原子 核集中了原子的全
38、部正电荷和几乎 全部的质量，带负电的电子在核外绕 核旋转。 玻尔理论 1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。 2、 原子从一种定态跃迁到另一种定态时， 辐射(或吸收)一定频率的 光子。光子的能量 hv=E初E终。(各定态的能量值叫能级。) 3、 原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应。 能量不连续，故可能的电子轨道也不连续。 核能利用核能利用 重核裂变 如： nU 1 0 235 92 nXeSr 1 0 136 54 90 38 10一个铀核裂变时，放出的几个中子如能再引起其他铀核 裂变，就可以使裂变不断地进行下去，这称为链式反应链式反应。 （核反应堆、
39、核电站） 轻核聚变 如：nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 （需几百万度高温条件） ，利用上述反应，均可释放出巨大的核能。 为热核反应热核反应 人工核转变（核反应） 发现质子 HOHeN 1 1 17 8 4 2 14 7 发现中子 nCHeBe 1 0 12 6 4 2 9 4 质能方程：E=mc2；E=mc2 原子核的组成 原子核由质子和中子组成， 质子与中子统称核子。 具有相 同质子数和不同中子数的原子之间，互称同位素。 核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力。 核能 指原子核转变中释放(或吸收)的能量。 质能方向 E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系。 由质能方 程可以根据原子核转变中发生的质量亏损m， 计算出所能释放的核能 E(mC2)。
